太陽中微子

μ子

1936年，安德森和尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質量是電子質量的207倍，這就是後來被稱為μ子的粒子。μ子是不穩定的粒子，它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命為百萬分之二秒。

計算：207*0.107561863=22.2653056 d

22.2653056^(1 / 3) = 2.81325794 直徑 2.5 的電中子球，可看作３*３*３正方體削去８角，共２１個

散質量　１.2653056

衰變為電子，中微子，反中微子，衰變中有沒有光子釋放？如果沒有，206個電子質量消失了？22個電中子消失，（電中子如果存在，一定能被檢測到。），0.2653056　化為一電子２正反中微子。

湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基於實驗上發現的核力的電荷無關性的事實，發展了稍早些時候出現的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。

1947年，孔韋爾西等人用計數器統計方法發現μ子並沒有強作用。1947年鮑威爾(C.Frank.Powell，1903-1969)等人在宇宙線中利用核乳膠的方法發現了真正具有強相互作用的介子，其後，在加速器上也證實了這種介子的存在。

μ子並沒有強作用？

就在1947年，羅徹斯特和巴特勒（C.Butler，1922-）在宇宙線實驗中發現v粒子(即K介子)，這就是後來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發現的開始。由於它們獨特的性質，一種新的量子數——奇異數的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質量比質子輕的奇異介子，有質量比質子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們並不存在，在當時的情況下，只有藉助從太空飛來的高能量宇宙線才能產生。

１９４４年，法國物理學家們在研究宇宙射線時，注意到一種雲霧室徑跡，它表徵了一種新粒子，其質量大約為電子質量的１０００倍，因此大約為質子重量的一半，

107.561863 直徑　4.75575462

99 + 8.561863 或 105+2.561863

後來在１９４７年再次發現了這種徑跡，它通常與一種稱為π介子的粒子結合產生。這種未知粒子以及π介子顯然是在宇宙線鑿子撞擊原子的同時形成的。這兩種粒子在形成之後就各自朝不同的方向移動，而留下一個ｖ形徑跡，因此被稱作“ｖ事件”，其中的重粒子就稱為“ｖ”粒子。

鮑威爾在研究粒子的徑跡時，也發現了一種介子，這種介子比早先發現的那種μ介子重，稱為“π介子”(π子)，它恰恰具備湯川秀樹預言的那種粒子的性質。

這些新的μ子、π子是非常不穩定的粒子，它們形成之後存在不了多長時間，π子大約只能存在一億分之二點五秒，然後便分裂成較輕的μ子。當它形成時，通常總是以每秒成千上萬公里的驚人速度飛馳著，即使在十億分之一秒鐘之內，它也已經飛行了若干厘米，於是，便留下了一條徑跡，這種徑跡到了末端便變成另一種形式，表明π子已經消失，而由μ子取而代之。μ子持續的時間相對來講卻要長得多，它可持續百萬分之幾秒鐘，然後，分裂而形成電子。電子是穩定的，如果沒有外界的影響，它就會永恆不變地存在下去。

但是，後來發現ｖ事件是很常見的而且所有的ｖ事件都含這種特殊的粒子。因此必須找到一個新的名稱。由於新粒質量介於質子和電子之間，它就屬於介子族。為了將它與其他介子區分開來，就稱它為“ｋ介子”，

ｋ介子非常不穩定，其壽命只有一億分之一秒左右，然後它會以６種不同方式中的任意一種分裂，而形成更小的介子。ｋ介子的不同分裂是很重要的。因為一個ｋ介子能夠以這樣的方式分裂：它使得一種稱為“宇稱”的亞原子既可以為奇的，也可以為偶的。而在此之前人們一直認為粒子發生任何變化時，其宇稱必須或者優質為奇，或者保持為偶。現在在ｋ介子發生分裂的情況下，致函發現宇稱可以是奇的，也可以是偶的，這就導致了物理學理論的某種很重要的變化。

又如,π介子是玻色子，自旋為0,它可以在核內產生或被吸收。π被吸收后，至少有139.6MeV的能量交給了原子核 29.3846829 個電中子，它如果衰變再衰變結果只剩下一個電子。μ子　22.2653056 d

μ-子是只有電磁作用的“重電子”，它的質量是電子的 207倍。它在原子核外的軌道半徑是電子在核外軌道半徑的1/207，從它上面去“看”原子核，將會清楚得多。也許只是一個電子附帶了太多能量？

μ介子的質量為電子的206.6倍，現在被正式命名為μ子，不歸入介子而歸入輕子一類，而π介子才是核力的媒介。

輕子就是只參與弱力、電磁力和引力作用，而不參與強相互作用的粒子的總稱。輕子共有六種，包括電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。電子、μ子和τ子是帶電的，所有的中微子都不帶電；τ子是1975年發現的重要粒子，不參與強作用，屬於輕子，但是它的質量很重，是電子的3600倍，質子的1.8倍，因此又叫重輕子。（只不過是高能電子？）

同樣帶有超大的質量能量，有的不參與強作用，有的只參與弱作用。看來，維繫粒子聚合的確存在兩種能量，強力，弱力，它有各自起作用的粒子？強力結合正電子，弱力結合電子？

那麼一個標準電中子，就是強力弱力正電子電子中微子反中微子構成的？

找不到多少有參考性的資料。從哪裡開始思考？怎麼解釋質核對正電子的束縛，中子的衰變，強弱作用

輕子

輕子就是不參與強相互作用的費米子，它們參與弱相互作用與電磁作用。它們的自旋為1/2。至今實驗上還沒有發現輕子有任何結構，所以通常被認為自然界最基本的粒子之一。

已經發現的輕子包括電子、μ子、τ子三種帶一個單位負電荷的粒子，分別以e-、μ-、τ-表示，

輕子為什麼不參與強相互作用？電子為什麼不參與強相互作用？所有的輕子，也許只是所帶能量不同的電子？

也許，各種強弱相互作用，就是中微子的相互作用？一直覺得中微子是封閉旋轉的光子。

先講講τ子（或τ輕子）。基本粒子的輕子家族有三個荷電成員：電子、μ子和τ子。家族中的大哥是人人知曉的電子。二哥μ子也不陌生，因為μ子從天上落到地球每個角落，是宇宙線的主要成分。τ子是遲到的，而且是個不輕的“輕子”，它的質量約為質子質量的1.8倍，1975年被美國斯坦福直線加速器中心（SLAC）的佩爾（M.Perl）實驗組發現。

（只不過是所帶能量不同的電子）

1995年諾貝爾物理學獎的一半授予美國加州斯坦福大學的佩爾（Martin L.Perl，1927—），獎勵他發現了τ輕子①，另一半授予美國加利福尼亞州歐文（Lrvine）加州大學的萊因斯（Frederick Reines，1918—），獎勵他檢測到了中微子。

電子＋正電子→電子＋反μ子＋（i.p.）

電子＋正電子→正電子＋μ子＋（i.p.）

式中（i.P.）代表不可見的粒子，

反μ子就是正電子？所帶能量增加到２２的正電子？

μ子就是電子，質量增加到２２的電子？

正負電子對撞后，先產生的是一對重輕子，（能量轉化為質量，超重電子）即後來命名的τ子。他們設想這對正反τ子衰變得極快，離開碰撞點不到幾毫米就衰變掉了，因此難以觀測到。觀測到的是電子和μ子，說明正負τ子衰變成了電子（正電子）或μ子（反μ子）。但是又由於衰變過程中輕子數必定守恆，在反應中除了電子中微子（或μ子中微子）還應有τ子中微子參與。於是反應的衰變產物應為：

τ子→電子（或μ子）＋幾個中微子，

τ子→反μ子（或正電子）＋幾個中微子

中微子的命運就是用來帶走質量的，讓質量從宇宙中消失。

超重電子衰變，因為電子的存在不需要中微子。

重輕子的發現不僅增添了人類關於基本粒子的知識，在理論上也有重大意義。（我認為重輕子就是重電子，超重電子。中微子就是能量質量。正負電子對撞之前，它們自身是沒有帶中微子的，反應後生成的所謂重輕子卻衰變釋放中微子，實際上就是在釋放質量能量，消滅質量能量。在對撞中，中微子無中生有，是從能量轉化而來的。它最終把能量偷走。怎麼理解重電子衰變？就象傳播光的以太粒子必須回到０位置，傳播電子的以丈粒子必須回到１位置。

輕子的弱相互作用，其實就是衰變。

電子所帶的多餘能量，最終要還給宇宙，消失掉。所以中子衰變，實際可能是電子的多餘能量消失了，而正電子呢？為什麼它在強相互作用下結合到質核中？強相互作用的能量為什麼不消失掉？如果正電子是真空中的空穴，它所帶的能量大，表示這個空穴大，但是再大的空穴也只是一個空穴？暫停胡思亂想。

看來最關鍵的，還是要理解中微子是什麼，有什麼特性。

粒子物理的研究結果表明，構成物質世界的最基本的粒子有12種，包括6種夸克（上、下、奇異、粲、底、頂），3種帶電輕子（電子、繆子和陶子）和3種中微子（電子中微子，繆中微子和陶中微子）。中微子是1930年德國物理學家泡利為了解釋貝塔衰變中能量似乎不守恆而提出的，五十年代才被實驗觀測到。

中微子的質量如此小，速度沒有達到光速，卻帶走如此大的質量，怎麼解釋得通？唯一解釋就是它真的把質量給偷吃掉了，消化掉了卻不長肉。人們能檢測到它的存在，也許是質量能量真正消失為無的時候留下的一點紀念。

光、電磁波要與物質互相作用，因為它是直線型的，中微子不與物質相互作用，因為它是彎曲成極小的球形的電磁波？

新華社北京１２月６日電“由日本、美國、中國科學家組成的實驗組發現了核反應堆中微子消失的現象，在國際上首次用人工中微子源證實太陽中微子確實發生了振蕩，從而最終確證太陽中微子發生振蕩是其丟失的原因，揭開了‘太陽中微子丟失’之謎。”參與此項實驗的我國科學家、中科院高能物理研究所研究員王貽芳６日興奮地告訴記者。

反中微子與質子作用時會產生中子和正電子。

在一種全新的人工中微子源中發現中微子消失，且其特性與太陽中微子消失相同，從而最終確認太陽中微子發生了振蕩，排除了對太陽和大氣中微子消失的所有其它可能的解釋。

不過當時科學家認為，探測太陽中微子幾乎是不可能的。中微子可能與氯原子核發生反應生成一個氬原子核和一個電子，或水中的氫和氧原子核發生反應，產生一個電子，這個電子可引起微弱的閃光，探測這種微弱的閃光就可證實中微子的存在。

中微子與原子核反應釋放電子？

探測到的中微子數目比理論預期的要少很多，僅為理論值的1/3，另外2/3的太陽中微子不見了。這就成為著名的太陽中微子失蹤之謎。氯探測器只能探測中能和高能中微子，探測不到低能中微子

中微子由於受到電子的直接碰撞，其飛行方向是明確的，而反中微子受到原子核的吸引，放出正電子，其飛行方向不確定。由於原子核遠大於電子，所以容易檢測出反中微子。

反中微子受原子核吸引？

中微子沒有通常意義上的反粒子。中微子只有左旋，反中微子只有右旋。

1914年，23歲的查德威克（Chadwick）在盧瑟福指導下研究放射性，他發現原子核β衰變中β射線的能量分佈是連續的，即β衰變放射的電子能量從零到一個最大值之間都有可能，而且在任何情況下總是只有衰變電子的最大能量才等於放射過程中母核與子核的能量差。還有一些能量到哪裡去了？

中微子的特性在粒子物理學理論中至關緊要。β衰變（弱作用過程）宇稱不守恆就跟自然界不存在右旋中微子和左旋反中微子有關。前蘇聯科學家朗道最早提出中微子只具有一種螺旋度（螺旋度是表示粒子的自旋方向和動量方向之間關係的量子數），並以此作為導致弱相互作用中宇稱不守恆的原因，但他沒有深究下去，一次歷史性的重大突破就此失之交臂。同時李政道、楊振寧和薩拉姆也分別提出類似的想法。後來實驗測定中微子的螺旋度為-1，即中微子是左旋的，而反中微子是螺旋度為+1的右旋粒子，證實了上述設想。物理學理論中有這樣的結論：只有零質量的粒子（以光速運動）才具有確定的螺旋度。如果中微子確實只有一種符號的螺旋度，它的質量必須是零。中微子倒底有沒有靜質量？如果有，靜質量是多少？

據中科院高能物理研究所所長陳和生介紹，中微子是宇宙間的“隱身人”，是一種非常小的基本粒子，可自由穿過地球，幾乎不與任何物質發生作用，因此很難發現和探測，它有３種類型，廣泛存在於宇宙中。中微子研究是當前天體物理學領域的一大熱點，美國科學家雷蒙德·戴維斯和日本科學家小柴昌俊，就是因為在探測宇宙中微子方面取得重大成就而獲得２００２年諾貝爾物理學獎，但探測到的來自太陽的中微子流量卻比理論計算值少得多，這就是有名的“太陽中微子丟失”之謎。

王貽芳說，來自日、美、中的近１００位科學家從今年２月開始，通過在日本神岡設置的探測器對核反應堆產生的中微子進行觀測，發現了核反應堆中微子消失的現象，這意味著反應堆產生的中微子發生了振蕩，變成了另外一種沒有被探測到的中微子，這是首次在人工中微子源中發現中微子消失，且其特性與太陽中微子消失相同，從而排除了對太陽中微子消失的所有其它可能的解釋。這次實驗還首次定量給出了太陽中微子振蕩參數的唯一解，同時得出了中微子質量不為零的結論。

中微子消失，解釋為變成了另一種我們不知道的中微子。其實消失就是消失了，就象中微子偷吃能量質量一樣，最終它把自己也偷吃掉了。

J粒子發現於1974年，對它的衰變研究是尋找新粒子的理想場所。這個新粒子就是在分析J粒子衰變到質子反質子過程中找到的，它的整個過程是：J粒子衰變到光子和這個新粒子，這個新粒子再衰變到質子和反質子對。它的質量小於質子和反質子的質量之和。

1974年，丁肇中在美國長島的布魯克海文國立實驗所做了一個大膽的、複雜得令人

眼花繚亂的實驗。他發現了一種人們完全沒預料到的粒子--J粒子。他的實驗改寫了物理

教科書，給亞核子世界重繪了一幅嶄新的圖畫。

1974年，里克特（Burton Richter, 1931-）領導的實驗小組，在斯坦福直線加速器中心實驗室進行電子-正電子碰撞實驗時發現了一個形跡可疑的粒子，壽命比一般介子的合理壽命長5000倍，靜止質量約是質子的3.3倍，比在此前發現的任何粒子的質量都大得多，是新的中性介子，命名為ψ。與此同時，布魯克海文國家實驗室丁肇中（Samuel Chao Chung Ting, 1936-）領導的實驗小組，在觀察兩個質子碰撞后產生的電子-正電子對時，也有相同的發現，他們將其命名為J粒子。為表明它既是同一粒子，又是兩人各自獨立發現的，最後統稱為J/ψ粒子。

兩個質子碰撞＝電子正電子對，J粒子，3.3倍質子質量，衰變到光子+新粒子，新粒子衰變到質子－反質子對，質量卻小於質子－反質子和。

目前，中外物理學家正對這個新粒子的性質和衰變特性從理論和實驗上做更深入的研究和討論

早在1928年，狄拉克便預言了反質子的存在，但證實它的存在卻花了20多年的時間。根據狄拉克的理論，反質子的質量與質子相同，所帶電荷相反，質子與反質子成對出現或湮沒，用兩個普通的質子碰撞便可獲得反質子，但反質子的產生閾能為6.8GeV。1954年，在加利福尼亞大學的勞倫斯輻射實驗室，建成了64億電子伏的質子同步穩相加速器，這為尋找反粒子提供了條件。1955年，張伯倫和塞格雷用上述加速器證實了前一年人們所觀測的反質子的存在。由於反質子出現的機會極少，大約每1000億高能質子的碰撞，才能產生數量很少的反質子，因而證實反質子的存在極為困難。1955年他們這個實驗小組測到60個反質子。由於偶然符合本底不大，記數系統雖不算好，但較為可信。

不久他們又發現反中子。儘管高能粒子打靶時也能產生反中子，但是由於反中子不帶電，更難從其他粒子中鑒別出來。他們是利用反質子與原子核碰撞，反質子把自己的負電荷交給質子，或由質子處取得正電荷，這樣，質子變成了中子，而反質子則變成了反中子。

反質子是什麼東西？如果原子核中大部分是強力，正中微子，正能量，兩個高能質子相撞，其中的強力，正電微子，正能量，變成了反強力，反中微子，反能量？正能量變為反能量需要消耗能量？

質子對撞產生了正負電子對，應該是質核所帶的兩個正電子對撞產生的結果吧？質核對撞，又撞出正負質核。

單獨兩個電子對撞也應該能產生正電子吧？宇宙如果可以分成上下兩面，質子相撞就是一個質子把另一個質子撞到了宇宙的另一面。電子相撞也是這樣。釋放光子是因為從宇宙的一面穿到另一面，所導致的以太粒子振動

An.Lee的看法可能更加激進一點，但可能是非常正確的。他認為，中微子就是由正負電子結合的產物。他歸納說：正負電子可組成為一正一負兩個自繞一組的穩定結構，也可以兩對正負電子組成四個一組具有相互傳遞纏繞的穩定結構，還可以組成為六個一組的具有立體空間相互纏繞的穩定結構。

這個人的想法跟我完全相同啊，只是我把那個取名為電中子，是有質量的，另外我認為要偶數個組合才穩定

如果說世界上的所有物質都是由正負電子組成的，－－－看來還是有人跟我一樣認為世界由正負電子構成

太陽的核聚變產生大量的中微子，戴維斯領導的太陽中微子實驗，在30年的探測中共發現了約2000個來自太陽的中微子，但與理論計算值相比，流量只有不足一半，這就是有名的“太陽中微子丟失”之謎。

跟正電子電子對湮滅有時變成２個光子，有時變成３個光子一樣的道理嗎？中微子釋放，有時候完全消失，有時候留一點遺跡讓你知道它的存在。正負電子湮滅，只是能量形式的轉化。中微子釋放，是能量的消失。電中子轉化為能量，

中微子振蕩

倘若中微子具有質量並且它們的質量互不相等，就應該存在中微子混合現象。

自然界中存在3種不同類型的中微子，太陽內部核反應產生的中微子是電子型中微子，這種中微子的產生是與電子相關聯的。另外兩種中微子是mu子中微子和tau子中微子，它們可以在加速器或者爆炸的星體中產生，分別與帶電的mu子和tau子相關聯。

1964年，雷蒙德·戴維斯(Raymond Davis)和約翰·白考(John Bahcall)提出了一個實驗方案來檢驗提供太陽能量的核反應到底是不是圖1所描述的聚變反應。約翰·白考和他的同事利用一種精細的計算機模型計算了不同能量的太陽中微子數量。由於太陽中微子會與氯元素髮生反應釋放出放射性氬原子

泡利最初提出的是電子中微子。μ子中微子和τ子中微子分別於1962年和1975年發現。這三種中微子分別與電子、μ子和τ子三類輕子過程相關。中微子振蕩的可能性也在1950年代末提出。

Reines等人當年的探測是利用逆Beta衰變效應，反中微子與質子作用時會產生中子和正電子。現今這一方法也被核物理學界廣泛採用。而μ子中微子的發現採用的是另一種方式，是探測高能中微子與物質的作用，常為加速器使用。